Високо аутоматизовани системи који континуирано прикупљају податке о контроли процеса све су чешћи у данашњим производним погонима. Ови аутономни системи пружају прецизну-контролу положаја у реалном времену путем тачних информација које прикупљају сензори. Магнетски енкодери, сензори близине, предајници притиска, мотори и други уређаји који су свеприсутни у аутоматизованим фабрикама захтевају напредно детектовање положаја да би прикупили-податке на нивоу постројења и побољшали перформансе.
Да не спомињемо роботске системе, ова потражња за откривањем положаја је практично свеприсутна у сваком систему који захтева контролу покрета високих{0}}перформанси. Технологија сензора положаја у великој мери одређује горње границе перформанси система. Прецизно, брзо и поуздано мерење положаја је предуслов за постизање прецизно-контроле у реалном времену.
Примене контроле покрета 3Д детекције положаја Холовог ефекта
У поређењу са другим технологијама сензора положаја, Холов ефекат сензора положаја је вероватно најшире прихваћен избор у апликацијама индустријске аутоматизације. Линеарни 3Д сензори положаја Хол-ефекта надгледају осовине мотора, са параметрима сензора који директно утичу на контролу система, пропусни опсег и кашњење. Да бисте избегли компромитовање перформанси система путем-одступања између протока података и грешке мерења, 3Д Халл сензори интегришу АДЦ. Они користе прецизне ланце сигнала да би постигли високу{7}}прецизност, ниско-мерење магнетног поља, праћено компензацијом одступања на нивоу система{9} помоћу{10}}података сензора температуре на чипу.
Способност сензора положаја са 3Д Хол-ефектом да прилагоде било коју комбинацију магнетних оса и температура је веома цењена карактеристика у тренутним индустријским применама. Одржавање одличних перформанси сенсинга у ширим опсезима детекције магнетног поља и ширим распонима температуре околине омогућава овим сензорима да предњаче у сложеним индустријским окружењима. Примери укључују ТДК-ову флексибилну архитектуру конфигурабилну ХАЛ 39ки серију сензора, ТИ-јеву СПИ-конфигурабилну ТМАГ5170 серију високо{7}}прецизних линеарних 3Д Халл-сензора са ефектом. Ови сензори нуде флексибилност за магнетни и механички дизајн у апликацијама за контролу покрета кроз избор опсега магнетне осетљивости и опција температурне компензације. Претходно погрешно схватање о нефлексибилности постављања магнета при коришћењу сензора са Холовим{12}}ефектом је сада елиминисано.
Посматрајући два горе поменута уређаја, ТДК-ови сензори серије ХАЛ 39ки имају моћан ДСП и уграђени микропроцесор, док ТИ-јева ТМАГ5170 серија укључује механизам за израчунавање угла на-чипу, елиминишући потребу за офф-обрадом чипа. Флексибилне предње{5}} конфигурације Холовог сензора такође олакшавају шири спектар апликација. У апликацијама за контролу покрета, напредак ових сензора положаја са 3Д Хол-ефектом сада откључава бројне могућности за системе аутоматизације.
Сензор положаја са ефектом анизотропне магнетоотпорности (АМР) у апликацијама за контролу покрета
Ефекат анизотропне магнетоотпорности укључује анизотропно расејање с-орбитала и д-орбитала унутар материјала. АМР сензори показују однос магнетоотпорности (ΔР/Рмин) око 3%. АМР сенсинг налази широку примену у контроли покрета, посебно у аутомобилским{5}}системима за контролу покрета. Велики произвођачи развијају решења за магнетна сензора заснована на АМР{7}}има, пошто АМР сензори играју све важнију улогу у аутомобилској{8}}контроли покрета.
За разлику од мерења линеарног померања Холових сензора поменутих горе, АМР сензори генерално нуде већу прецизност. Они такође смањују таласање обртног момента. Висока прецизност је кључна метрика за магнетне сензоре. Технолошки, АМР сензори обично имају веома ниску потрошњу енергије, брзо време одзива од око 10нс и температурни дрифт близу 3000 ППМ/К. Специфична прецизност варира у зависности од процеса и конфигурације произвођача.
The dual-channel AMR sensing ADA457X series from ADI, featuring integrated signal conditioning amplifiers and ADC drivers, exhibits a typical angular error of just ±0.1° with output noise as low as 850μV rms. Infineon's single-AMR sensor TLE5109A16 series also achieves a typical error of ±0.1° across the 10 mT to >опсег 500 мТ; Најновији АМР сензор домаћег произвођача Дуовеи постигао је апсолутну тачност од 0,1 степен.
Када АМР сензор ради у засићеним условима, на његов излазни сигнал не утичу варијације апсолутне јачине магнетног поља, показујући робусност у окружењима високог{0}}магнетног-поља и обезбеђујући довољну маргину за цео систем.
Поред тога, за АМР сензоре и друге технологије магнетног сенсинга, друго разматрање је степен до којег на уређај утиче деградација параметара и његова осетљивост на старење магнета. Ово питање такође зависи од стратегије сваког произвођача. НКСП-ов приступ укључује интеграцију моста сензора магнетног отпора АМР сензора, интегрисаног кола са-мешаним сигналом (ИЦ) и потребних кондензатора унутар једног пакета. Оба интегрисана канала раде потпуно независно, потпуно изолован дизајн на који деградација параметара практично не утиче. Сваки произвођач користи различите приступе, а сви теже да минимизирају утицај деградације параметара.
Резиме
За апликације за контролу покрета у системима аутоматизације, магнетна сенсинг такође обухвата ГМР и ТМР технологије. Са техничког становишта, они нуде већу прецизност од АМР-а, иако представљају веће техничке изазове и савладава их мање произвођача. Они налазе ширу употребу у аутомобилским апликацијама.
За апликације контроле кретања, постизање супериорних перформанси контроле захтева прецизно детектовање положаја. У оквиру свог опсега мерења, АМР сенсинг пружа изванредну осетљивост и време одзива, омогућавајући високо прецизно мерење положаја. Прецизни линеарни 3Д сензори са Хол-ефектом такође држе своје, постижући брза, прецизна и поуздана мерења без угрожавања перформанси или повећања потрошње енергије и трошкова.